DE29920113U1 - Linear guide with the function of a magnetic scale - Google Patents
Linear guide with the function of a magnetic scaleInfo
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Description
1 .
Linearführung rait der Funktion eines magnetischen Maßstabs1 .
Linear guide has the function of a magnetic scale
Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit einem magnetischen Maßstab, die die Nachteile der bekannten Produkte verbessert. Ein auf der Oberseite der Führungsschiene aufgeklebtes Magnetband vereinfacht die Montage der Linearführung,, und wenn der Führungswagen einer Torsion unterliegt, ist so die Abweichung des Abstandes zwischen dem Magnetband und einem MR-Sensor geringer. Der MR-Sensor ist in einem Kopfstück vorgesehen. Damit ist eine zuzätzliche Bearbeitung des Führungswagens nicht r erforderlich. Aus diesem Grund sind die Fertigungskosten reduziert, und die Steifigkeit der Linearführung ist nicht vermindert, und weil der MR-Sensor im Kopfstück des Wagens vorgesehen ist, nimmt die Größe der Linearführung nicht zu. Wenn ein Strom eine Leitung durchfließt, entsteht eine Magnetfeld um die Stromleitung. Damit eine Beeinflussung des Magnetbandes durch das Magnetfeld vermieden wird, ist der Anschluß des MR-Sensors auf der Seitenfläche des Kopfstückes des Wagens vorgesehen, wodurch eine Störung des Sensorsignals vermieden wird.The invention relates to a linear guide with a magnetic scale, which improves the disadvantages of the known products. A magnetic tape glued to the top of the guide rail simplifies the assembly of the linear guide, and when the guide carriage is subject to torsion, the deviation of the distance between the magnetic tape and an MR sensor is smaller. The MR sensor is provided in a head piece. Thus, additional machining of the guide carriage is not required. For this reason, the manufacturing costs are reduced and the rigidity of the linear guide is not reduced, and because the MR sensor is provided in the head piece of the carriage, the size of the linear guide does not increase. When a current flows through a line, a magnetic field is generated around the current line. In order to avoid the magnetic field influencing the magnetic tape, the connection of the MR sensor is provided on the side surface of the head piece of the carriage, thereby preventing interference with the sensor signal.
Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit integriertem magnetischen Maßstab. Herkömmliche Linearführungen weisen die Eigenschaft einer niedrigen Reibung auf, vermögen aber keine Stellungsrückkopplung des Führungswagens durchzuführen. Deswegen ist bei der Anwendung der Linearführung zusätzlich die Installation eines Lagegebers erforderlich, so daß Information über die Stellung des Führungswagens verfügbar ist. Dadurch wird jedoch die Anordnung komplizierter, und die Kosten steigen auch. Hier setzt das Konzept einer Linearführung mit der 0 Funktion eines Lagegebers an. Bei einigen Ausführungsformen ist der Führungswagen dahingehend bearbeitet, dass ein MR-Sensor in ihn eingesetzt ist (s. Fig. 4 und Fig. 5); bei manchen Ausführungsformen ist ein Magnetband auf der Seitenfläche der Führungsschiene aufgeklebt (s. Fig. 6 und Fig. 7).The invention relates to a linear guide with an integrated magnetic scale. Conventional linear guides have the property of low friction, but are not capable of providing position feedback of the guide carriage. Therefore, when using the linear guide, it is also necessary to install a position sensor so that information about the position of the guide carriage is available. However, this makes the arrangement more complicated and the costs also increase. This is where the concept of a linear guide with the function of a position sensor comes in. In some embodiments, the guide carriage is processed in such a way that an MR sensor is inserted into it (see Fig. 4 and Fig. 5); in some embodiments, a magnetic tape is glued to the side surface of the guide rail (see Fig. 6 and Fig. 7).
Durch das Fertigen eines Raums für den MR-Sensor in dem Führungswagen werden nicht nur die Herstellungskosten erhöht, die Steifigkeit des Wagens wird auch reduziert. Wenn der WagenBy making a space for the MR sensor in the guide carriage, not only the manufacturing costs are increased, the rigidity of the carriage is also reduced. If the carriage
einer großen Belastung unterliegt, entsteht auf beiden Seiten eine erhebliche Verformung nach oben. Dadurch wird die radiale Steifigkeit der Linearführung vermindert, und die Verfahrgenauigkeit wird deswegen beeinträchtigt. Eine Anbringung des Magnetbandes auf der Seitenfläche der Führungsschiene ist nicht sehr angenehm für den Anwender, weil man zuerst das Magnetband auf die Führungsschiene kleben muß, und dann die Führungsschiene auf die Vorrichtung montieren. Umgekehrt wird die Montage erheblich erschwert, und auch nimmt die Möglichkeit einer Schädigung der Oberfläche des Magnetbandes zu. Zusätzlich wird, wenn das Magnetband seitlich auf der Führungsschiene aufgeklebt ist, die Abweichung des Abstandes zwischen dem Magnetband und dem MR-Sensor aufgrund der Torsion in Führungsrichung auf dem Wagen größer als bei einer Anklebungsweise, bei der das Magnetband auf die Oberseite der Führungsschiene geklebt ist, und die Abweichung zwischen dem Magnetband und dem MR-Sensor beeinflußt den magnetischen Widerstand sehr stark.is subjected to a large load, a considerable upward deformation occurs on both sides. This reduces the radial rigidity of the linear guide and thus affects the travel accuracy. Attaching the magnetic tape to the side surface of the guide rail is not very convenient for the user because one must first adhere the magnetic tape to the guide rail and then mount the guide rail to the device. Conversely, installation becomes considerably more difficult and the possibility of damage to the surface of the magnetic tape also increases. In addition, when the magnetic tape is adhered to the side of the guide rail, the deviation of the distance between the magnetic tape and the MR sensor due to torsion in the guide direction on the carriage becomes larger than in the case of an adhesion method in which the magnetic tape is adhered to the top of the guide rail, and the deviation between the magnetic tape and the MR sensor greatly affects the magnetic resistance.
Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit einem integrierten magnetischen Maßstab, die die erwähnten Nachteile der auf dem Markt bekannten Produkte verbessert. Bei einem auf der Oberseite der Führungsschiene festgeklebten Magnetband ist die Montage vereinfacht, und wenn der Wagen eine Torsion aufweist, ist so die Abweichung des Abstandes zwischen dem Magnetband und dem MR-Sensor verringert; die Verlegung der MR-Sensor ins Kopfstück des Wagens erfordert keine zusätzliche Bearbeitung des Wagens, und außerdem erhält der Wagen auch eine bessere Steifigkeit, und die Größe des Wagens wird auch nicht vergrößert. Beim Durchfließen eines. Stroms durch eine Leitung entsteht 0 einen Magnetfeld. Um die Beeinflussung des Magnetbandes durch dieses Feld zu vermindern, wird der Anschluß des MR-Sensors auf der Seite der Linearführung vorgesehen, und die Störung auf dem Induktionssignal wird dadurch verkleinert.The invention relates to a linear guide with an integrated magnetic scale, which improves the above-mentioned disadvantages of the products known on the market. With a magnetic tape glued to the top of the guide rail, assembly is simplified and, if the carriage has a torsion, the deviation of the distance between the magnetic tape and the MR sensor is reduced; placing the MR sensor in the head of the carriage does not require additional machining of the carriage, and in addition, the carriage also has better rigidity and the size of the carriage is not increased. When a current flows through a wire, a magnetic field is created. In order to reduce the influence of this field on the magnetic tape, the MR sensor connection is provided on the side of the linear guide, and the disturbance on the induction signal is thereby reduced.
Um die Eigenschaften und den technischen Inhalt besser zu verstehen, werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele vorgestellt. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine 3-D Zeichnung einer erfindungsgemäßen Linearfüh-To better understand the properties and technical content, some preferred embodiments are presented. The drawing shows:
Fig. 1: a 3-D drawing of a linear guide according to the invention
ti ♦ti ♦
rung mit integriertem magnetischen Maßstab; Fig. 2: eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Linearführung mit integriertem magnetischen Maßstab; Fig. 3: eine Ansicht der Linearführung aus Fig. 2 im Schnitt längs der Linie Q-Q;with integrated magnetic scale; Fig. 2: a front view of a linear guide according to the invention with integrated magnetic scale; Fig. 3: a view of the linear guide from Fig. 2 in section along the line Q-Q;
Fig. 4: eine erste Linearführung nach dem Stand der Technik mit der Funktion eines magnetischen Maßstabs im Querschnitt; Fig. 5: eine zweite Linearführung nach dem Stand der Technik mit der Funktion eines magnetischen Maßstabs im Querschnitt; Fig. 6: eine dritte Linearführung nach dem Stand der Technik mit der Funktion eines magnetischen Maßstabs in Vorderansicht; Bild 7: eine Ansicht der Linearführung aus Fig. 6 im Schnitt längs der Linie P-P.Fig. 4: a first linear guide according to the prior art with the function of a magnetic scale in cross section; Fig. 5: a second linear guide according to the prior art with the function of a magnetic scale in cross section; Fig. 6: a third linear guide according to the prior art with the function of a magnetic scale in front view; Fig. 7: a view of the linear guide from Fig. 6 in section along the line P-P.
Folgende Bezeichnungen werden in den betreffenden Figuren verwendet:The following designations are used in the relevant figures:
1 Führungsschiene1 guide rail
2 Führungswagen2 guide carriages
3 Magnetband
4 MR-Sensor3 Magnetic tape
4 MR sensor
5 übliches Kopfstück5 standard headpiece
6 Kopfstück für MR-Sensor6 Headpiece for MR sensor
7 Signalleitung7 Signal line
8 Lage des MR-Sensors8 Location of the MR sensor
5 9 Abstreifer5 9 Scraper
11 Befestigungsbohrung der Führungsschiene11 Mounting hole of the guide rail
21 Raum für MR-Sensor21 Space for MR sensor
51 Verfahrweg -der rotierenden Gegenstände51 Travel path of the rotating objects
62 Verfahrweg der rotierenden Gegenstände62 Travel path of rotating objects
0 63 Raum für MR-Sensor0 63 Space for MR sensor
64 Rille für die Leitung64 Groove for the cable
65 Befestigungsbohrung65 Mounting hole
81 Leitungsanschluß81 Line connection
82 Befestigungsbohrung
5 83 Raum für MR-Sensor82 Mounting hole
5 83 Space for MR sensor
84 Rille für die Leitung84 Groove for the cable
91 Schmiernippel91 Grease nipple
92 Verschlußschraube92 Locking screw
······
······
······
······
4
93 Befestigungsschraube des Kopfstücks4
93 Headpiece fixing screw
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Linearführung mit dem magnetischen Maßstab. Das Magnetband (3) ist auf der Oberseite der Führungsschiene (1) angeordnet. Der Führungswagen (2) ist so gefertigt, daß eine Stelle (21) für das Einsetzen des MR-Sensors (4) geschaffen ist. Wegen der Stelle für den MR-Sensor sind die Kosten erhöht. Da die Stelle (21) für den MR-Sensor (4) in der Oberseite des Führungswagens (2) liegt, wird ein Teil vom Führungswagen abgenommen, weswegen die Steifigkeit in diesem Bereich verringert ist. Wenn der Führungswagen (2) einer Belastung nach unten unterliegt, erleidet der Führungswagen (2) eine Verformung nach oben, und weil der Führungswagen (2) und die Führungsschiene (1) durch rotierende Elemente verbunden sind, und die Kontaktfläche entweder ein Punkt oder eine Linie ist, wird, wenn es eine Verformung des Führungswagens (2) nach oben gibt, die Kontaktposition zwischen der Schiene (1) und dem Wagen (2) ·· geändert, wodurch auch die Relativposition zwischen den beiden Teilen geändert wird, wodurch die radiale Steifigkeit reduziert wird. Dadurch wird die Positionierungs-Genauigkeit auch vermindert. Die Befestigungsschraube der Schiene in Fig. 4 ist von , oben nach unten befestigt, damit das Magnetband bei der Befestigungsbohrung (11) der Schiene nicht gestört ist. Die SchieneFig. 4 shows a cross section through a linear guide with the magnetic scale known from the prior art. The magnetic tape (3) is arranged on the top of the guide rail (1). The guide carriage (2) is manufactured in such a way that a point (21) is created for the insertion of the MR sensor (4). The costs are increased because of the point for the MR sensor. Since the point (21) for the MR sensor (4) is in the top of the guide carriage (2), a part of the guide carriage is removed, which is why the rigidity in this area is reduced. When the guide carriage (2) is subjected to a downward load, the guide carriage (2) suffers an upward deformation, and because the guide carriage (2) and the guide rail (1) are connected by rotating members and the contact surface is either a point or a line, if there is an upward deformation of the guide carriage (2), the contact position between the rail (1) and the carriage (2) is changed, thereby also changing the relative position between the two parts, thereby reducing the radial rigidity. As a result, the positioning accuracy is also reduced. The fixing screw of the rail in Fig. 4 is fixed from top to bottom so that the magnetic tape is not disturbed at the fixing hole (11) of the rail. The rail
(1) 'ist deswegen zu Flachform ausgebildet.(1) 'is therefore designed to be flat.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Linearführung mit integrietem magnetischem Maßstab nach dem Stand der Technik. Da die Befestigungsschraube die Schiene von unten nach 0 oben befestigt, hat die Schiene eine normale Breite.Fig. 5 shows a cross-section through another linear guide with integrated magnetic scale according to the state of the art. Since the fastening screw fastens the rail from bottom to top, the rail has a normal width.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen die Vorderansicht und einen Querschnitt längs P-P einer dritten Linearführung mit integriertem Maßstab nach dem Stand der Technik. Das Magnetband (3) ist auf die Seitenfläche der Schiene (1) geklebt. Bei der Montage wird zuerst das Magnetband (3) auf die Schiene geklebt und dann wird die Schiene (1) auf der Vorrichtung befestigt, da sonst die Handhabung erschwert ist. Wenn dagegen zuerst das MagnetbandFig. 6 and Fig. 7 show the front view and a cross section along PP of a third linear guide with integrated scale according to the prior art. The magnetic tape (3) is glued to the side surface of the rail (1). During assembly, the magnetic tape (3) is glued to the rail first and then the rail (1) is attached to the device, otherwise handling is difficult. If, on the other hand, the magnetic tape
(3) auf der Schiene (1) befestigt wird, ist es möglich, dass die Oberfläche des Magnetbandes (3) verletzt wird; außerdem wird, wenn das Magnetband (3) auf der Seitenfläche der Schiene (1) festgeklebt wird und der Führungswagen (2) durch eine Torsion in Richtung der Führungsschiene belastet wird, der Abstand zwischen dem Magnetband (3) und dem MR-Sensors (4) größer als in dem Fall, in dem das Magnetband auf der Oberseite der Schiene angeordnet ist. In der Abbildung ist die Lage des MR-Sensors (8) in einem normalen Kopfstück (5) angeordnet. In der Lage (8) gibt es einen Raum für den MR-Sensor (83). In diesen Raum wird der MR-Sensor eingefügt. Die Rille (64) ist zum Durchleiten der Signalleitung (7) vorgesehen, die Befestigungsbohrungen (82) sind zum Befestigen des Kopfstücks gefertigt, und der Anschluß wird zum Gewährleisten der Signalleitung verwendet.(3) is fixed on the rail (1), it is possible that the surface of the magnetic tape (3) is damaged; in addition, when the magnetic tape (3) is stuck on the side surface of the rail (1) and the guide carriage (2) is loaded by torsion in the direction of the guide rail, the distance between the magnetic tape (3) and the MR sensor (4) becomes larger than in the case where the magnetic tape is arranged on the top of the rail. In the figure, the position of the MR sensor (8) is arranged in a normal header (5). In the position (8), there is a space for the MR sensor (83). The MR sensor is inserted into this space. The groove (64) is provided for passing the signal line (7), the fixing holes (82) are made for fixing the header, and the connector is used to ensure the signal line.
Fign 1, 2 und 3 zeigen 3-D Zeichnungen, die Vorderansicht und einen Querschnitt längs Q-Q einer erfindungsgemäßen Linearführung mit integriertem magnetischem Maßstab. Dazu wird das Magnetband (3) auf der Oberseite der Schiene (1) geklebt. Bei 0 der Montage der Linearführung kann man das Magnetband (3) nach dem Befestigen der Schiene (1) auf der Vorrichtung auf die Schiene (1) kleben, für die Installation ist dies viel einfacher. Da das Magnetband (3) auf der Oberseite der Schiene (1) angeordnet ist, liegt das Rotationszentrum fast gerade auf dem 5 Magnetband (3). Deswegen dreht sich, wenn der Führungswagen eine Torsion erfährt, der Führungswagen um einen kleinen Winkel um das Rotationszentrum, aber der Abstand zwischen dem Magnetband (3) und dem MR-Sensor (4) ändert sich kaum.Figs 1, 2 and 3 show 3-D drawings, the front view and a cross section along Q-Q of a linear guide according to the invention with an integrated magnetic scale. For this purpose, the magnetic tape (3) is glued to the top of the rail (1). When assembling the linear guide, the magnetic tape (3) can be glued to the rail (1) after fastening the rail (1) to the device, this is much easier for installation. Since the magnetic tape (3) is arranged on the top of the rail (1), the center of rotation lies almost directly on the magnetic tape (3). Therefore, when the guide carriage experiences torsion, the guide carriage rotates by a small angle about the center of rotation, but the distance between the magnetic tape (3) and the MR sensor (4) hardly changes.
0 Fig. 2 zeigt die rechte Seite des Führungswagens mit einem mit dem Führungswagen verbunden normalen Kopfstück. Im Kopfstück ist der Verfahrweg der rotierenden Gegenstände (51) erzeugt; die linke Seite des Wagens (2) ist mit einem Kopfstück für den MR-Sensor verbunden. Darin gibt es außer des Verfahrwegs der rotierenden Gegenstände einen Hohlraum für den MR-Sensor (63), in den der MR-Sensor (4) eingefügt ist. Damit die Signalleitung (7) einfach befestigbar ist, gibt es einen Anschluß (62) auf dem Kopfstück für den MR-Sensor. Da die Stelle des MR-Sensors0 Fig. 2 shows the right side of the guide carriage with a normal head piece connected to the guide carriage. The travel path of the rotating objects (51) is generated in the head piece; the left side of the carriage (2) is connected to a head piece for the MR sensor. In addition to the travel path of the rotating objects, there is a cavity for the MR sensor (63) in which the MR sensor (4) is inserted. In order to make the signal line (7) easy to attach, there is a connection (62) on the head piece for the MR sensor. Since the location of the MR sensor
(4) in dem Kopfstück (6) der Linearführung angeordnet ist, erfordert der Führungswagen (2) keine zusätzliche Bearbeitung. Dadurch sind die Kosten reduziert, und außerdem ergeben sich die Vorteile einer größeren Steifigkeit und des Einsparens des Volumens der Linearführung. Die Befestigungsbohrungen der Schiene (11) und die Befestigungsbohrungen des Führungswagen sind jeweils auf der Schiene (1) und auf dem Wagen angeordnet, so dass eine einfachere Montage erreicht wird. Auf den Außenseiten der Kopfstücke (5,6) sind die Abstreifer (9) eingebaut, so dass ein Eindringen von Spänen oder Staub verhindert wird. Der Schmiernippel (91) und die Schmierkappe dienen jeweils der Funktion des Einfügens von Schmiermitteln und des Vermeidens des AusfHeßens der Schmiermittel.(4) is arranged in the head piece (6) of the linear guide, the guide carriage (2) does not require any additional machining. This reduces costs and also provides the advantages of greater rigidity and saving the volume of the linear guide. The mounting holes of the rail (11) and the mounting holes of the guide carriage are respectively arranged on the rail (1) and on the carriage, so that easier assembly is achieved. The wipers (9) are installed on the outer sides of the head pieces (5,6) so that the ingress of chips or dust is prevented. The grease nipple (91) and the grease cap each serve the function of inserting lubricants and preventing the lubricant from leaking out.
Nach dem Ampereschen Prinzip entsteht ein Magnetfeld um eine Leitung, wenn ein Strom die Leitung durchfließt. Um die Beeinflussung des Magnetbandes durch das Magnetfeld zu vermeiden, ist der Anschluß der Leitung auf der Schienenseite angeordnet. Damit ist die Signalleitung nicht direkt auf dem Magnetband an-0 geordnet, wodurch eine Störung des Messsignals vermieden wird. Die Leitungsrille (64) wird zur Durchleitung der Signalleitung (7) verwendet, die Befestigungsbohrung (65) wird zur Befestigung des Kopfstücks (93) verwendet.According to the Ampere principle, a magnetic field is created around a cable when a current flows through it. To avoid the magnetic field influencing the magnetic tape, the cable connection is arranged on the rail side. This means that the signal cable is not arranged directly on the magnetic tape, which prevents interference with the measuring signal. The cable groove (64) is used to pass the signal cable (7), the fastening hole (65) is used to fasten the head piece (93).
Claims (3)
der Führungswagen auf der mit dem Magnetband verklebten Seite der Führungsschiene angeordnet ist; und mindestens in einem der beiden Kopfstücke eine Stelle für den MR-Sensor in der an das Magnetband anschließenden Seite angeordnet ist, und der MR- Sensor in der Stelle für den MR-Sensor angeordnet ist. 1. Linear guide with integrated magnetic scale, comprising: at least one rail, a guide carriage, two head pieces, a magnetic tape, an MR sensor and a plurality of rotating objects; the rotating objects are arranged between the guide rail and the guide carriage; the two head pieces are arranged on the two sides of the guide carriage in the guide direction and have the travel paths for the mentioned rotating objects; the magnetic tape is glued to the guide rail; characterized in that:
the guide carriage is arranged on the side of the guide rail bonded to the magnetic tape; and at least in one of the two head pieces a location for the MR sensor is arranged on the side adjacent to the magnetic tape, and the MR sensor is arranged in the location for the MR sensor.
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